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Verwendung einer Glockenkolonne zum Auswaschen von Ammoniak und Schwefelwasserstoff
aus Kohlendestillationsgasen
Für die Auswaschung von Wertstoffeii und Verun!reinigunsgen
aus Kohlendestillationsgasen, z. B. auch Ammoniak und Schwefelwasserstoff, hat sich
die Verwendung von Glockenkolonnen als Waschvorrichtungen, namentlich für den neuzeitlichen
Hochleistungsbetrieb mit großen Durchsätzen, als zweckmäßig und nützlich erwiesen,
da man hierdurch höhere Auswaschungsleistungen je Volumeinheit der Waschen als bei
sonst üblichen Bauarten von Waschvorrichtungen, insbesondere bei den meist gebräuchlichen
Hordemvaschern, erzielen kann.
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Es ist bekannt, eine Glockenkolonne zum Auswaschen von Ammoniak und
Schwefelwasserstoff aus Kohlendestillationsgasen mittels Frischwassers und ammomiakhaltigen
Wassers derart zu verwenden, daß eine kurze Berührungszeit zwischen Gas und Waschmittel
in der Waschstufe für Schwefelwasserstoff eingehalten wird. Hierdurch wird zwar
ein wesentlicher Teil des Schwefelwasserstoffs entfernt, jedoch ist zur völligen
Auswaschung des Ammoniaks die Zugabe eines fremden dritten' Waschmittels am obersten
Boden der Glockenkolonne notwendig.
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Nach der Erfindung erfolgt das Auswaschen von Ammoniak und Schwefelwasserstoff
aus Kohlendestillationsgasen unter Verwendung einer Glocke kolonne als Wascher,
die eine beschränkte Anzahl von Böden, etwa deren zwölf, gegelbenenfalls einige
mehr oder weniger besitzt; der Betrieb wird
derart geführt, daß
ausschließlich auf den obersten Boden Frischwasser und auf einen der tieferen Böden,
die im Bereich von etwa einem Drittel bis zur Hälfte der Gesamtbodenzahl von unten
her liegen, ammom.-alaltiges Kondenswasser der Rohgaskühlung aufgegeben wird.
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Das Verfahren wird in einer beispielsweisenAusführunlg- an Hand der
Zeichnung erläutert, die einen zu seiner Durchführung bestimmten Gloekeii kolonnenwaseher
in Aufriß darstellung, teilweise im senkrechten Schnitt zeigt.
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Die Glockenkolonne a besitzt in diesem Ausführungsbeispiel zwölf
Glockenböden üblicher Bauart mit Flüssigkeitsüberläufen. Das zu waschende Kohlendestillationsgas
wird unterhalb - des untersten Bodens durch den Rohrstutzen b zugeführt und an der
Decke durch den Stutzen c in fertiggewaschenem Zustande abgeführt. Auf den obersten,
also vom unteres Gaseintritt her gerechnet zwölften Boden wird Frischwasser bei
d aufgegeben. Auf den beispielsweise fünften Boden von unten wird bei,e ammoniakhaltiges
Kondenswasser aus der Kühlung desselben Rohgases, das danach der Kolonne zur Auswaschung
zugeführt wird, aufgegeben. Diese tiefere Zufuhr e liegt jedenfalls in demjenigen
Bereich des unteren Kolonnenteils, der von etwa einem Drittel bis zur Hälfte der
Gesamtbodenanzahl von unten her gerechnet reicht. Bei zwölf Böden sind dies der
vierte bis sechste Boden.
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Die gesamten in die Kolonne eingeführten Waschflüssigkeiten werden
am Fuß derselben bei f abgeführt.
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Es ist gefunden worden, daß man mit einer Ein richtung und Verfahrensweise
wie vorbeschrieben, wenn man lediglich Frischwasser dem obersten Boden und Kühlerkondenswasser
einem tieferen Boden des gekenmzeichneten Kolonnenbereichs zuführt, bei Anwendung
geringerer als für die Ammoniakauswaschung sonst üblicher Mengen an diesen beiden
Waschmitteln das Ammoniak vollständig bis auf den in der Praxis üblichen sehr niedrigen
Endgehalt von etwa I bis 2 g/Ioo Nm3 und den Schwefelwasserstoff zu einem verhältnismäßig
hohen Anteil, zu 60 °/o und mehr, auswaschen kann.
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Bei der üblichen Ammoniakauswaschung aus Kohlendestillationsgasen
ist es zwar ebenfalls gebräuchlieh, als Waschmittel Frischwasser am Ende des Gas
weges, also beim Austritt des Gases aus der Wascheranlage, und Kühlerkondenswasser
im mittleren Teit dieses Gasweges zuzuführen. Bei dieser bekannten und üblichen
Durchführungsweise fällt aber der Grad der Auswaschung des SchwefelwasserstoEs wesentlich
niedriger als nach der Erfindung aus, und zwar deswegen, weil die räumlich umfangreicheren
und über längere Zeit gehenden Einwirkungsbereiehe von ammoniakhaltigerWaschflüssigkeit
bei den üblichen in der Größe nicht beschrärllktenWascheinrichtungen das Maß der
gleichzeitigen Auswaschung des Kohlendioxyds steigern, das infolgedessen den aus
dem Gas schon ausgewaschenen, Schwefelwasserstoff teilweise aus der Waschlösung
wieder austreibt.
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Beim Verfahren nach der Erfindung wird dadurch, daß ein Glockenkolonnenwascher
angewendet wird, schon von vornherein die gesamte Behang lungszeit des Gases und
Berührungsdauer desselben mit- Waschflüssigkeit gegenüber anderen Arten von Waschvorrichtungen
bedeutend verringert; vor allem wird aber dadurch, daß das Kühlerkondensat nur auf
den unteren Teil' der Glockenleolonne innerhalb eines bestimmten begrenzten Bereichs
aufgegeben wird, darüber hinaus auch die Dauer der Berührung von schwefelwasserstofihaltigemRohgas
mit ammoniakhaltigem Waschwasser verhältnismäßig stark verkleinert. Durch. diese
mit den Mitteln der Erfindung herbeigeführte sehr kurze Berührungsdauer zwischen
Gas und Waschflüssigkeit wird die Selektivität des Auswaschens von Schwefelwasserstoff
gegenüber der unerwünschten Mitauswaschung von Kohlendioxyd so stark begünstigt,
daß derselbe in hoher Anteilmenge aus dem Gas entfernt und mit der Wasehflüssigkeit
ab gezogen werden kann. Die gleichzeitige Beibehaltung des größten Teils des vorhandenen
Kohlendioxyds im Gas gilt für viele Verwendungszwecke desselben, z. B. seine Abführung
und Verwertung als Ferngas, mindestens wegen der Mengenvermehrung, die meistens
nicht eine unzulässige Unterschreitung des Heizwertes herbeiführt, als wirtschaftlich
erwünscht.
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Die Auswaschung des Gases nach dem Verfahren der Erfindung kann ebensowohl
bei Atmosphärendruck als auch bei erhöhtem Druck des Gases durchgeführt werden.
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Beispiel Durch eine Glockenkolonne mit zwölf Böden eines Lichtdurchmessers
von I200 mm und einem Bodenabstand von 150 mm werden bei gewöhnlicher Temperatur
und praktisch Atmosphären druck je Stunde etwa I850 Nm3 Keltsofengas hindurchgeleitet,
das je Nm³ etwa 7,5 g Ammoniak und etwa 10,5 g Schwefelwasserstoff und außerdem
etwa I,7 Volumprozent Kohlendioxyd enthält. Auf den obersten Boden der Kolonne wird
Frischwasser in einer Menge von etwa 0,3 1 je Nm3 Gas und auf den fünften Boden
von unten her eine Menge von etwa 0,45 1 Kühlerkondenswasser je Nm3 Gas mit einem
Ammoniakgehalt von 4,7 g je Liter aufgegeben, im ganzen also 0,751 Waschflüssibkeit
je Nm3 Gas. Man erreicht eine praktisch vollständige Auswaschung des Ammoniaks bis
auf einen Endgehalt von 1 bis 2 g/Ioo- Nm3 und einen Auswaschungsgrad des Schwefelwasserstoffs
von 6o 0/o und darüber des Anfangsgehalts. Würde man das Kühlerkondenswasser beispielsweise
auf den dritten oder den achten Boden von unten aufgeben, so würde zwar die Ammoniakauswaschung
befriedigend bleiben, aber der Auswaschungsgrad des Schwefelwasserstoffs in beiden
Fällen absinken.